城市化进程中高层小区信号深度覆盖分析

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【摘要】 本文对目前高层小区美化天线覆盖方案进行了理论分析和研究，发现原覆盖方案存在盲区，然后对原方案中的不足进行了补充，提出了高层小区深度覆盖的改善方案。

【关键词】 高层小区 美化天线 深度覆盖

ABSTRACT：This paper analyzed embellished antenna coverage scheme of the high-rise residential and the original coverage project had the blind spot which had been corrected ，and then proposed a improved depth coverage project of the high-rise residential.

KEY WORDS： high-rise residential；embellished antenna；depth coverage

一、引言

在无线网络基站规划建设中，合理的基站布局对信号的有效覆盖和用户使用感知起着非常重要的作用，而且科学合理的基站网络布局对全网资源有效利用和运营商的长远发展都十分关键。

以2100MHZ高频段信号为例，其穿透密集市区、普通市区和市郊建筑物所产生的损耗大概是20dB、15dB和10dB[2]，因此网络优化人员在规划基站位置时，应尽量遵循以下原则：基站位置应尽量定在热点话务地区；切换或软切换的区域话务应尽量控制得低。但是传统型基站不可能建设到小区楼宇内部，规划站点与站点实际位置周边建筑环境相冲突导致现有网络基站规划与城市化进程之间的矛盾已成为网络优化的突出矛盾之一，所以如何协调彼此间的矛盾已成为现阶段网络优化的重点，而利用小区自身条件建设美化天线进行深度覆盖逐渐成为一种有效的信号覆盖方式。

目前高层小区覆盖大多采用楼顶美化天线进行覆盖，但没有一个统一的参照标准，都是凭经验设置天线位置，方位角，俯仰角，使得这些方案并不十分完善。本文经过信号覆盖模型分析，得出对不同小区应合理设计天线位置、方位角和俯仰角，这样才能提升深度覆盖效果。

二、高层小区美化天线设计

2.1天线覆盖纵向模型

基站天线覆盖范围的远近主要是通过调整天线下倾角来实现，而天线下倾角调整与覆盖范围之间的关系可以从以下模拟分析得到，如图1所示：

图1 天线下倾角调整示意图

天线下倾角与天线水平辐射距离之间的计算公式为：，其中为天线的垂直半功率角，为天线下倾角，为天线挂高，为近点水平距离。

由此公式，可以根据基站到覆盖位置之间的距离来预估天线下倾角，进而可以用来预判基站天线设计以及处在周围基站信号覆盖边缘地区的信号覆盖调整，且对后期实地信号测试及天线调整也可以提供理论参考。

2.2高层小区覆盖模型

楼顶美化天线进行高层小区内部覆盖时，主要依靠小区内楼宇之间楼顶天线对打实现，如下图所示：

图2 楼顶美化天线覆盖示意图

图中天线主瓣可以覆盖的最低层高，中间层高和最高层高其中为天线挂高，为楼间距，为楼层高度。所以在相同条件下垂直方向波束宽度较宽的美化天线能够覆盖更多层用户，可以满足小区内部深度覆盖要求。

2.3超高层小区补充覆盖模型

如果小区是超高楼层，楼顶天线无法覆盖全部楼层，这种情况下可以采取地面安装美化天线进行补盲覆盖，如图3所示。

图3中地面美化天线主瓣覆盖的最低楼层高度，中间层高和最高层高。其中为天线挂高，D为楼间距，H为楼层高度。这种方式针对超高层小区内部楼顶美化天线无法覆盖的低层盲区用户进行补盲覆盖。

2.4天线横向覆盖模型

图4中楼顶天线主瓣覆盖楼层宽度为其中是楼层宽度，是楼间距，是天线水平波束宽度。由此可以计算出不同楼间距和楼层宽度对应的天线水平波瓣角，并可推出对于宽楼层小区需要选取水平波束宽度较宽的天线；对于窄楼层小区可以选用水平波束较窄的天线。这样可以避免小区内部信号泄漏到小区外面，对室外基站覆盖形成干扰。

三、结论

本文研究分析了高层小区深度覆盖模型，得出应根据小区楼宇环境来进行天线选型，设计天线位置、天线方位角和俯仰角，比如对于高层小区楼宇，其楼宽度属于正常范围内，应采用垂直波束宽度较宽、水平波束宽度合适的美化天线正面进行覆盖；对于超高楼层，应采用楼顶射灯和地上美化天线结合覆盖的方式进行正面覆盖，所以合理的基站天线布局是提升小区深度覆盖质量的重点。

作者简介：邹志强（1985），男，汉族，江苏苏州，南京邮电大学硕士研究生，无线网优工程师， 主要从事无线网络规划工作，电话15651101789，邮箱.cn，邮编215021，邮寄地址：苏州园区白榆路48号苏州联通。

参 考 文 献

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[3] 王花. WCDMA无线网络规划与设计[D]. 2006.

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[6] 黄熙雄， WCDMA无线网络规划及基站建设[D]. 2011.

[7] 吴延峰，WCDMA无线网络优化方案的研究与设计[D]. 2010.